A SÍNTESE E DECOMPOSIÇÃO DO SULFATO DE TETRAMINOCOBRE (II) MONOHIDRATADO

SÍNTESE E DECOMPOSIÇÃO DO SULFATO DE TETRAMINOCOBRE (II) MONOHIDRATADO

Samantha D. Coiado a* e  Gabriel H. L. Munguba a

a Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, 50670-901 Recife – PE, Brasil.

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(  ) Manuscrito com material suplementar

(X) Manuscrito sem material suplementar

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*e-mail: [e-mail]

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SYNTHESIS AND DECOMPOSITION OF TETRAMINOCOUPLE SULPHATE (II) MONO HYDRATE

Neste artigo é descrito a síntese de complexo de cobre. Para isto, foram utilizados sulfato de cobre penta hidratado, água destilada, soluçãode amônia e etanol. O experimento permite assimilar alguns conceitos sobre compostos de coordenação e pode ser desenvolvido em qualquer laboratório de ensino. Concluiu-se que a metodologia proposta para a síntese do ácido acetilsalicílico mostrou-se simples e eficaz. Alcançou-se um rendimento em torno de 94,7% para a síntese do [Cu(NH3)4]SO4.H2O, este resultado é satisfatório.

Keywords: complexos; inorgânica; cobre, química de coordenação.

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INTRODUÇÃO

Compostos de coordenação, também conhecidos como complexos, podem ser definidos como compostos contendo um átomo ou íon central rodeado por ligantes. Os ligantes podem ser moléculas neutras ou íons de natureza orgânica ou inorgânica, enquanto que o átomo central geralmente é um metal de transição. A condição básica para que determinado composto seja um ligante é a presença de pelo menos um átomo capaz de se ligar ao metal. Quando o ligante é capaz de se coordenar com o metal através de um átomo apenas ele é dito monodentado. Quando a coordenação se dá através de dois ou mais átomos ele é dito polidentado.5,6

Para Shriver7 um complexo é uma combinação de um ácido de Lewis (o átomo metálico central) com um número de bases de Lewis (os ligantes). O átomo da base de Lewis que forma a ligação ao átomo central é chamado de átomo doador e o átomo metálico ou íon, no ácido de Lewis do complexo, é o átomo receptor. No caso do composto formado nesse artigo, o íon Cu2+ age como um ácido de Lewis, aceitando 4 pares de elétrons de quatro moléculas de NH3, o qual atua como base de Lewis.

A tetracoordenação é encontrada em um número enorme de compostos de coordenação. Existem duas geometrias comuns associadas com um número de coordenação igual a quatro: tetraédrica ou quadrado planar.3 Nesse artigo, iremos trabalhar com um complexo de cobre com a estrutura tetraédrica.

O cobre é um metal de transição pertencente à família 11 do bloco d da tabela periódica. Sua massa atômica é 63,55 g/mol, tendo uma configuração eletrônica com uma subcamada 3d completa e uma 4s com apenas um elétron ([Ar]3d104s1 ). Existem três estados de oxidação possíveis para o cobre, que são o estado +1, +2 e +3 (respectivamente [Ar]3d10 , [Ar]3d9 e [Ar]3d8 ). Dentre estes, o estado de oxidação mais estável e mais comum é o +2. O Cu2+ é um ácido de Pearson de dureza intermediária o qual apresenta excelente coordenação com ligantes que tenha em sua estrutura átomos de nitrogênio e/ou oxigênio.5,6,7

No Cu (II), seis dos nove elétrons d estão distribuídos em orbitais de simetria t2g (dxy, dxz e dyz) enquanto que os três restantes pertencem aos orbitais de simetria eg (dx2-y2 e dz2). A camada d não está, portanto, totalmente completa e isso possibilita transições do tipo d-d. É por esse motivo que complexos de cobre (II) apresentam cor.5,7

Os sais complexos são caracterizados pelas suas cores fortes, essas mesmas cores, dependem de alguns fatores, tais como: do número de elétrons presentes nos orbitais d do íon metálico central, do arranjo dos ligantes em volta do íon central (geometria do complexo), pois isso afeta a separação dos orbitais, da natureza do ligante, já que diferentes ligantes têm diferentes efeitos nas energias relativas dos orbitais e das transições entre orbitais.4

Nesse artigo, o complexo de cobre sintetizado foi o sulfato de tetramincobre (II) monohidratado, de fórmula [Cu(NH3)4]SO4.H2O. Ele é sal formado pelo íon complexo [Cu(NH3)4]2+ e pelo ânion SO42. Este composto é usado em estamparia têxtil e como fungicida.

Ao final da síntese, foi utilizado o método de análise de decomposição para verificar se o que foi formado é o desejado. A decomposição térmica, também chamada termólise, é definida como uma reação química onde uma substância química se decompõe em pelo menos duas substâncias químicas quando aquecida. A reação é usualmente endotérmica já que aquecimento é requerido para romper as ligações químicas do composto durante a análise.

PARTE EXPERIMENTAL

Primeiro, antes de começar o experimento, calculou-se a massa necessária de CuSO4.5H2O necessária para preparar 3,1 g de [Cu(NH3)4]SO4.H2O assumindo um rendimento de 90%. Depois, foi calculado o volume de amônia concentrado (14,8 M) necessário para converter todo o sal de cobre no complexo tetraminocobre (II).

Após os cálculos, foi pesada a quantidade calculada anteriormente de CuSO4.5H2O em um béquer de 100 mL. Depois, adicionou-se 15 mL de água destilada ao béquer e o agitou para dissolver o sal (Figura 1). Não foi necessário aquecer, pois o sal dissolveu-se apenas com agitação mecânica.